در این پایان نامه، تابش های ترمزی ناشی از برخورد الکترون های فراری به محفظه توکامک و فوتونوترون های تولیدی از برهمکنش این فوتون های ایکس با گاز دوتریم درون محفظه اندازه گیری و شبیه سازی شد. ابتدا با استفاده از نرم افزار mcnp فرآیند های مربوط به برخورد الکترون های فراری با محفظه توکامک و تولید پرتوی ایکس ترمزی و فوتونوترون ها به عنوان پرتوهای ثانویه و به دلیل برهمکنش فوتون های ایکس با گاز دوتریم درون محفظه تولید می شوند، شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایش ها مقایسه شد. در شبیه سازی ابتدا هندسه توکامک با جزئیات کامل تعریف شد، سپس شبیه ترین چشمه برای الکترون ها انتخاب شد. با استفاده از نرم افزار شار و طیف انرژی پرتوی ایکس و فوتونوترون را به ازای یک الکترون به دست آمد. خروجی نرم افزار شار بالای ایکس یعنی در حدود 1-10×2356/4 برای کل فوتون پرتوی ایکس خارج شده از توکامک به ازای یک الکترون فراری برخوردی با دیواره و پرتوهای رسیده به محل آشکارساز به قطر 1 اینچ(m5/0 توکامک) 5-10×33/1 فوتون نشان داد. همچنین شار نزدیک به صفر یعنی حدود 17-10 فوتونوترون به ازای یک الکترون فراری را برای توکامک دماوند محاسبه کرد. تعداد الکترون های فراری از در توکامک دماوند در حدود 1014-1015 عدد است. در مرحله دوم آزمایش های آشکارسازی ایکس و نوترون انجام شد. با استفاده از آشکارساز سوسوزن nai طیف انرژی پرتوهای توکامک دماوند به دست آمد. برای شمارش فوتونوترون ها از روش فعال سازی و رد هسته ای استفاده شد. نتایج به دست آمده از هر دو آشکارساز نشان داد که فوتونوترون های توکامک دماوند در صفر و یا در حد زمینه است. همچنین آزمایش ها نتایج حاصل از شبیه سازی را کاملاًٌ تایید می کنند. عدم تولید نوترون در توکامک دماوند به این امکان را می دهد که بدون نگرانی از تولید نوترون و بدون نیاز به ساخت حفاظ نوترون، تحقیقات برای پلاسمای دوتریم در توکامک دماوند انجام شود.

الکترون های فراری تولیدی درون پلاسما در مسیر حرکت خود با اجزای داخلی توکامک برخورد کرده و علاوه بر ایجاد صدمات شدید بر روی بدنه چنبره، میزان بالایی پرتو ایکس تابش می کنند. با توجه به آزمایشات انجام شده بر روی توکامک دماوند و سایر توکامک های بزرگ جهان، بیشترین پرتو ایکس تولیدی در محل محدود کننده توکامک اندازه گیری شده است. این تابش ها می تواند خطرات بالایی برای کارکنان حاضر در پیرامون توکامک دماوند داشته باشند. بر این اساس شناسایی شدت فوتون خروجی پیرامون توکامک دماوند برای حفاظ سازی مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. بدین منظور با توجه به فقدان ابزار اندازه گیری مناسب برای مطالعه دقیق رفتار الکترون های فراری و گستره پرتو ایکس تولیدی پیرامون توکامک دماوند، استفاده از روش های شبیه سازی بسیار مناسب می باشد. بنابراین در ابتدا با استفاده از نرم افزار mcnpx اقدام به شبیه سازی ساختار توکامک گردید. سپس به کمک اطلاعات موجود چشمه مطلوبی برای الکترون های فراری درون توکامک تعریف شد و با برخورد ذرات چشمه به هندسه یکی از پنجره های عمودی توکامک دماوند، توزیع فضایی و انرژی مربوط به فوتون تولیدی ناشی از این برخورد بدست آمد. با تعریف کلیه پنجره های عمودی توکامک دماوند به عنوان چشمه های فوتون مجزا و هندسه قرص های tld استفاده شده در آزمایش دوزیمتری توکامک دماوند بر روی محور استوایی چنبره و مرکز 20 پنجره توکامک، میزان دز جذبی درون آن ها تعیین گردید. سرانجام به کمک شدت دز بدست آمده از آزمایش انجام شده با tld که بین مقادیر mgy 13/0 الی mgy41/25 به ازای هر شات می باشد و شبیه سازی انجام شده با mcnpx، شدت فوتون خروجی از هر 20 پنجره عمودی توکامک دماوند به طور مجزا بدست آمد. با توجه به خروجی بدست آمده از محاسبات، مشخص گردید که تعداد فوتون خروجی پیرامون محور استوایی توکامک دماوند بین 12+10×36/0 الی 12+10×2/71 متغییر می باشد. همچنین به کمک داده های خروجی از شبیه سازی، ماتریس ضرایبی با ابعاد 20×20 بدست آمد که در محاسبه اثر هریک از 20 چشمه فوتون در دز tld مربوط به هر پنجره موثر است. کلمات کلیدی: الکترون های فراری، توکامک دماوند، پرتو ایکس، کد mcnpx، tld